專用汽車設計常用計算公式匯集

1、第一章專用汽車的整體設計總部署參數(shù)的確定專用汽車的外廓尺寸（總長、總寬和總高）長載貨汽車12m半掛汽車列車16.5m寬2.5m（不含后視鏡、側位燈、示廓燈、轉向指示燈、可折卸裝飾線條、撓性擋泥板、折疊式踏板、防滑鏈以及輪胎與地面接觸部分的變形等）高4m（汽車處于空載狀態(tài)，頂窗、換氣裝置等處于關閉狀態(tài)）車外后視鏡單側外伸量不得高出汽車或掛車最大寬度處250mm汽車的頂窗、換氣裝置等處于開啟狀態(tài)時不得高出車高300mm1.2專用汽車的軸距和輪距軸距軸距是影響專用汽車基本性能的主要尺寸參數(shù)。軸距的長短除影響汽車的總長外，還影響汽車的軸荷分配、裝載量、裝載面積或容積、最小轉彎半徑、縱向經過半徑等，其他

2、，還影響汽車的控制性和牢固性等。輪距輪距除影響汽車總寬外，還影響汽車的總重、靈便性和橫向牢固性。1.3專用汽車的軸載質量及其分配專用汽車的軸載質量是依照公路運輸車輛的法規(guī)限值和輪胎負荷能力確定的。各種專用汽車軸載質量限值（JT701-88公路工程技術標準）汽車最大總質量（kg）10000150002000030000前軸軸載質量（kg）3000500070006000后軸軸載質量（kg）7000100001300024000基本計算公式已知條件a）底盤整備質量G1b）底盤前軸負荷g1c）底盤后軸負荷Z1d）上裝部分質心地址L2e）上裝部分質量G2f）整車裝載質量G3（含駕駛室乘員）g）裝載貨物

3、質心地址L3（水平質心地址）h）軸距l(xiāng)(l1l2)B上裝部分軸荷分配計算（力矩方程式）例圖1g2（前軸負荷）（l1l12（上裝部分質量）L2（質心地址）2）（例圖1）=Gg（前軸負荷）=G2(上裝部分質量)L2(上裝部分質心地址)21l1l2則后軸負荷Z2G2g2載質量軸荷分配計算1g3（前軸負荷）(ll1)=G3L3（載質量水平質心地址）g3（載質量前軸負荷）=G3(整車裝載質量)L3(裝載貨物水平質心地址)l1l12則后軸負Z3G3g3D空車軸荷分配計算g空（前軸負荷）=g1（底盤前軸負荷）+g2（上裝部分前軸軸荷）Z空（后軸負荷）=Z1（底盤后軸負荷）+Z2（上裝部分后軸軸荷）G空（整車

4、整備質量）=g空Z空滿車軸荷分配計算g滿（前軸負荷）=g空+g3Z滿（后軸負荷）=Z空+Z3G滿（滿載總質量）=g滿+Z滿1.4專用汽車的質心地址計算專用汽車的質心地址影響整車的軸荷分配、行駛牢固性和控制性等，在整體設計時必定要慎重全面考慮計算或驗算，特別是質心高度是愈低愈好。水平質心地址計算（力矩方程式）已知條件a）底盤軸距l(xiāng)(l1l2)b）整車整備質量G空與滿載總質量G滿c）空載前軸質量g空與后軸軸載質量Z空d）滿載前軸質量g滿與后軸軸載質量Z滿空載整車水平質心地址計算（力矩方程式）L空=g空l(或l1/2l1)(或ll1)(質心至后橋中心水平距離)G空滿載水平質心地址計算g滿l(或l1/

5、2l1)(或ll1)L滿（至后橋水平距離）=G滿垂直質心高度地址計算已知條件a）整車各總成的質量為gib）整車各總成的質心至地面的距離為YiB整車質心高度hg=gixyi(Ga專用車總質量)Gahg空=空載整車質心高度計算gi空(空載時各總成質量)yi空(空載時各總成質心高度)Ga空(整車整備質量)滿載整車質心高度計算gi滿(滿載時各總成質量)yi滿(滿載時各總成質心高度)hg滿=Ga滿(整車滿載總質量)專用汽車行駛牢固性計算專用汽車橫向牢固性計算A已知條件a）專用汽車輪距Bb）專用汽車空載質心高度hg空c）專用汽車滿載質心高度hg滿d）專用汽車行駛路面附著系數(shù)（一般取=）計算公式保證汽車行駛

6、不發(fā)生側翻的條件：B(hg專用汽車質心高度)2hgBC保證空車行駛不發(fā)生側翻的條件：2hg空BD保證滿載行駛不發(fā)生側翻的條件：2hg滿專用汽車縱向牢固性計算已知條件a）專用汽車質心到后軸中心距離Lb）專用汽車質心高度hgc）專用汽車行駛路面附著系數(shù)（一般取=）計算公式L保證汽車行駛不發(fā)生縱翻的條件：hgLC保證空車行駛不發(fā)生縱翻的條件：hg空LD保證滿載行駛不發(fā)生縱翻的條件：hg滿專用汽車有關限值標準與計算載質量利用系數(shù)計算欄板類載貨汽車與自卸汽車限值標準總質量MN1N2N3GB/T15089（千克）M35003500M12000M12000整車整備質量m（千克）m1100m1100m3500

7、m3500載質量利用系數(shù)自卸車自卸車自卸車1（縱向）（縱向）（縱向）載質量利用系數(shù)計算公式載質量利用系數(shù)=最大贊同裝載質量(含額定乘員質量)(千克)整車整備質量(千克)貨廂欄板高度計算欄板式載貨汽車、欄板式半掛車和欄板式全掛車的貨廂欄板高度大于0.6米時，高度限值應按以下公式計算（式中取煤的比容900千克/立方米）貨廂欄板高度（米）=最大設計裝載質量(含額定乘員質量)(千克)0.1貨廂內部長度(米)貨廂內部寬度(米)罐式汽車的總容量限值應按以下公式計算（式中取汽油的密度為700千克/立方米）最大設計裝載質量(含額定乘員質量)(千克)1.05總容量（立方米）700(千克/立方米)半掛車的贊同最大

8、總質量、最大裝載質量和整備質量應吻合GB6420的規(guī)定：基本系列基本型（t）液罐車系列（t）粉罐車系列(t)序號軸數(shù)裝載整備裝載整備裝載整備總質量總質量總質量質量質量質量質量質量質量1二軸40301040402三軸5340135353注：液罐車與粉罐車的最大贊同裝載質量=總質量整備質量專用汽車主要性能參數(shù)選擇與計算專用汽車在平路行駛時發(fā)動機功率計算公式（發(fā)動機功率一般為選定值）Plmax=2.72GafVamaxCDADVa3maxkwT76140T式中：Ga專用汽車總質量（t）T傳動系機械效率（）f轉動阻力系數(shù)（）CD空氣阻力系數(shù)（）2AD汽車正面投影面積=BDHD（BD前輪距、HD汽車總高

9、）mPlmax發(fā)動機最大功率（kw）Vamax汽車最高車速（km/h）專用汽車比功率標準GB7258標準要求專用汽車比功率t專用汽車發(fā)動機最大扭矩計算（一般為選定值）Mlmax=9549PlmaxK/npNm式中：Mlmax=發(fā)動機最大扭矩（Nm）（一般為選定值）Plmax=發(fā)動機最大功率（KW）（一般為選定值）K=發(fā)動機扭矩適應性系數(shù)，柴油機為np=最大功率時的轉速（）nm（nm最大扭矩時的轉速）K=Mlmax(發(fā)動機扭矩適應性系數(shù))Mp式中：Mp=9549Plmax(Nm)(發(fā)動機最大功率時輸出轉矩)np發(fā)動機輸出轉矩計算公式Ml=anl2bnlcM=MlmaxMp(2()lMlmaxnm

10、nlNm(npnm)2式中：Ml發(fā)動機輸出轉矩（Nm）nl發(fā)動機輸出轉速（r/min）M發(fā)動機最大輸出轉距（Nm）lmaxMp發(fā)動機最大輸出功率時的輸出轉矩（Nm）np發(fā)動機最大輸出功率時的曲軸轉速（r/min）nm發(fā)動機最大輸出轉矩時的曲軸轉速（r/min）a=MlmaxMp(nmnp)2b=2nm(MlmaxMp)(nmnp)2c=Mlmax(MlmaxMp)nm2(nmnp)2專用汽車運動平衡方程式Ft=FfFiFwFjN式中：Ft汽車驅動力（作用在汽車驅動輪上的圓周力）NFf轉動阻力（N）F坡道阻力（N）iFw空氣阻力（N）Fj加速阻力（N）汽車驅動力計算公式Ft=Mligi0(N)r

11、d式中：rd驅動輪動力半徑（m）ig變速器的傳動比i0主減速比傳動系的機械效率（）發(fā)動機外特點修正系數(shù)（）汽車轉動阻力計算公式Ff=magfcos（N）（g重力加速度9.81m/s2）式中：ma專用汽車（或汽車列車）總質量（kg）道路坡度角轉動阻力系數(shù)（f=f0kva）（50km/hVa100km/h）（一般取f=）專用汽車坡道阻力計算公式Fi=magsin（N）專用汽車空氣阻力計算公式2（N）Fw=CDADVa式中：AD專用汽車的迎風面積（2m）（AD可按AD=BDHD估計，BD輪距，HD汽車高度m）222C空氣阻力系數(shù)Nh/（kmm），（專用汽車C=），半掛車的空氣阻力系數(shù)增Dd加10%加

12、速阻力計算公式Fj=maj（N）式中：專用汽車旋轉質量換算系數(shù)j專用汽車加速度（m/s2）的計算公式為：IwIfi02ig2=12mar2mar2式中：Iw車輪的轉動慣量（kgm）2If飛輪的轉動慣量（kgm）車輪轉動半徑（m）22也能夠按經驗公式估計值=1（）i0ig（）nl=i0igva0.377rk轉動阻力比率系數(shù)（）專用汽車直線行駛時的運動微分方程式2BVaC1C2（fcossin）maj=AVai03ig3aCDAD式中：A=2rd0.142rB=i02ig2b0.377rrdC1=i0igcrdC2=mag專用汽車動力性參數(shù)計算專用汽車最高車速（km/h）計算公式amax=(BkC

13、2)D(km/)V2Ah式中：D=(BkC2)24(f0C2)AC1專用汽車最大爬坡度計算公式：imax（專用汽車最大爬坡度%）=tgmaxEf01f02E2式中：max=arcsinf02arcsin(Ef01E21E=B24AC14AC2加速度計算公式專用汽車最大加速度jmax（m/s2）計算公式：jmax=D24Ama專用汽車加速時間計算公式（t加速時間h）Va20.7716104madVat=Va1AVa2BVaC1C2(f0kVa)或t=0.7716104maIn2AVa2(BkC2)DIn2AVa1(BkC2)DD2AVa1(BkC2)D2AVa1(BkC2)D第二章粉罐汽車設計計

14、算公式（以YQ9550GSN為例）罐體容積計算中間直筒容積計算公式211L(式中直筒內徑,L直筒長度)V=1114直角斜錐筒容積計算公式L3222(3434)2(式中大端直徑,4小端直徑,L錐體長度)V=344433封頭容積計算V3=2h2（rh/3）（式中h封頭高度、r封頭球面半徑）總容積計算公式V決=V1+V2+V3有效容積計算公式V有效=V總V總ka（ka容積系數(shù)）有效裝載容積計算公式aml(式中ml粉罐的額定裝載質量,Ps粉料積聚密度,水泥1000kg/m3)V=Pskg擴大容積計算公式Vb=kbVa（kb擴大容積系數(shù)）2罐體壁厚計算公式筒體壁厚計算公式（圓筒）S1P1筒體壁厚，1筒體

15、內徑，許用應力，CtC（式中P設計壓力取，S21P壁厚附加量）（焊縫系數(shù)）錐筒壁厚計算公式封頭壁厚計算公式（碟形封頭）式中：S3封頭壁厚封頭球面部分內半徑封頭過渡段轉角內半徑d封頭形狀系數(shù)=1(3R)M4r軸荷分配計算公式3.1G空銷=上裝部分質量罐體中心至承載橋中心距離/牽引銷至承載橋中心距離G空軸=上裝部分質量G空銷3.2G滿銷=（上裝部分質量最大載質量）罐體中心至承載橋中心距離/牽引銷至承載橋中心距離G滿軸=（上裝部分質量最大載質量）G滿銷流態(tài)化床主要參數(shù)計算公式臨界流態(tài)化床氣流速度計算公式d1.82p(g)0.94Vf=4.083)0.880.06(10g式中：dp顆粒直徑m，水泥取8

16、810-6m顆粒真密度（kg/m3）、水泥取3200kg/m3g氣體密度，在氣壓P=、氣溫T=373K、氣體常數(shù)Ra=時，氣體的動力粘度（PaS）取10-3PaS罐體最大空床截面積計算公式粉料帶出氣流速度（Vt）計算公式（粉料懸浮速度）2214(g)g3Vtdp式中g9.81m/s2（水泥的帶出氣速Vt=0.58m/s）225g4.4最小空床截面積（Amin）計算公式空壓機排量Q與罐體Amax、Amin的對應值（對水泥）空壓機額定排量37Q（m/min）2最大空床截面積Amax（m）2最小空床截面積A（m）min4.5流態(tài)化條件計算公式23式中：A流化床面積m，Q氣體體積流量m/s，Vf臨界流

17、態(tài)化速度m/s，水泥為Vf=910-3m/s氣力輸送系統(tǒng)計算公式輸送空襟懷計算公式式中：ka輸送系統(tǒng)的漏氣系數(shù)，取輸送速度（即卸料速度）（kg/min）g空氣密度（kg/m3）輸送混雜比（水泥取4080）=物料質量/氣體質量V（Q空氣壓縮機排量3/min，gm單位時間內輸料管排出的粉料體積g(Qgm)m3m/min）輸料管內氣流速度計算公式式中：V1在入口處壓力下空氣流速；V2在尾端壓力下空氣流速；3Q1在入口處壓力下空氣流量（m/min）；Q2在尾端壓力下空氣流量；s顆粒密度（kg/m3）；d輸料管內徑m計算結果，據(jù)經驗：V1輸送系統(tǒng)壓力損失計算公式H1=HdHJ=HdHHhH式中：H1系統(tǒng)

18、全部壓力損失（Pa）Hd動壓損失（Pa）Hj靜壓損失（Pa）H直管壁磨擦壓力損失Hh垂直高升壓力損失H各局部阻力壓力損失（式中g=9.81m/s2，Vm物料速度，V氣流速度，輸送混雜比，2Vm2V）（式中摩擦阻力系數(shù)，查有手冊，或當d=100mm時，取=）（L直管長度，撓性管接長度加一倍計算m）Hhg（1+）h（h垂直高高升度m）式中：各種局部阻力系數(shù)（截止閥48，止回閥彎頭，三通）摩擦阻力系數(shù)=k（0.0011）d（式中k管道內壁系數(shù)：無縫鋼管取k=，新焊接鋼管，舊焊接鋼管）6專業(yè)性能和主要參數(shù)計算公式平均卸料速度計算公式mbmb實質裝載質量t，m罐內節(jié)余質量t，t卸料時間）V（式中mt節(jié)余

19、率計算公式mi100%（ml額定裝載質量t）ml輸送混雜比計算公式式中：混雜比（即質量濃度）ms粉粒體質量流量（kg/s）mg氣體質量流量（kg/s）g氣體密度（kg/m3）3Q氣體體積流量（m/s）第三章自卸汽車設計計算公式（以日產柴自卸汽車為例）前推連桿組合式舉升機構計算公式三角臂A點與舉升質量質心G點在舉升角為的坐標：XAXA0cosYA0sinXGXG0cosYG0sin式中：XA0、YA0、XG0、YG0為=0時的坐標值XA、YA、XG、YG為A點和G點坐標（舉升角為時）A點坐標（XA，YA），G點坐標（XG，YG）求舉升角為時B點坐標：（XB，YB）(XBXD)2(YBYD)22B

20、D求舉升角為時C點坐標，求解方程組：2(XCXB)2(YCYB)2BC可得舉升角為時的C點坐標（XC，YC）式中：BD、BA、BC、AB均為已知值求BD與CE交點下的坐標（XF、YF）（解方程）YFYBYDYBXFXBXDXB式中：XB、YB、XC、YC為上式可求值，XD、YD為已知值。（XE、YE為已知值）求點O至直線FA的距離DOFA求任意舉升角時對車廂的舉升力FAF（對O點取力矩）FAFDOFAGxG，則FAFGxGDOFAB點到CE的距離DOFAB點到FA的距離DBFA任意舉升角時的油缸推力計算公式取三角臂ABC為獨立體，MB=0，得：（對B點取力矩）FCEDBCEFAFDBFA,則F

21、CEFAFDBFADBCE式中：FCE為任意舉升角時的油缸推力設舉升角為0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52度，共27個點，計算空載與滿載時的油缸推力FCE和舉升力FAF舉升機構最鼎力升角度計算公式XAXA0cosmaxYA0sinmaxYAXA0sinmaxYA0cosmax(XBXD)2(YBYD)2BD2XA)2YA)22(XB(YBBA(XCXB)2(YCYB)2BC2(XCXA)2(YCYA)2AC2(XCXE)2(YCYE)22ECmax式中：ECmax、BA、BC、A

22、C、BD、X、Y、X、Y為已知條件，求最鼎力升角EEDDmax（解聯(lián)立方程）求舉升力FAF、油缸推力FCE和拉桿內力FDB的斜率公式A求FA的斜率和斜角k1YFYA（斜率公式），而斜角A3tg1k1XFXA求拉桿BD的斜率和斜角k2YBYD（斜率公式），而斜角A6tg1k2XBXDC求油缸的斜率和斜角k3YCYE（斜率公式），而斜角A7tg1k3XCXE求拉桿內力FDB的計算公式（依照平面匯交力系力的平衡條件）式中：FAF舉升力（已知），F(xiàn)CE油缸推力（已知）A5舉升力斜角=A3+（A3tg1k1）A6拉桿內力斜角=tg1k2A7油缸推力斜角=tg1k3用作圖計算法求舉升力FAF和油缸推力FC

23、E的計算公式（利用AutoCAD中的自動測繪功能，計算過程可大于簡化）舉升力FAFGaDOFA油缸推力FCEFAFDBFADBCF計算任意舉升角時的油缸油壓和行程并作油壓特點曲線A油缸油壓計算公式：FCEd2P（N）式中系統(tǒng)效率取，d油缸活塞直徑m4油缸行程用作圖法或解式計算法計算液壓泵選型計算公式A最高油壓計算公式式中：Pmax液壓泵最高工作壓力（Mpa）FCEmax車廂額定裝載量時最鼎力升力（N）d油缸活塞直徑（m），系統(tǒng)效率，過載系數(shù)2液壓泵流量和排量計算與確定液壓缸最大工作容積計算d2106（式中S、S、d為m）Vmax(SmaxS0)4max0液壓泵額定流量計算公式V（式中t舉升時間

24、s，v液壓系統(tǒng)容積效率）tv液壓泵排量計算公式Q103Bl液壓泵額定轉速）q(ml/r)（式中nnBld、Pmax、q和nBl確定后，即可對液壓泵進行選型C油箱容積計算：V3Vmax高壓油管內徑計算公式Q高壓油管內徑：d14.6式中Q油泵的額定流量，V為高壓油管流量，V13.6m/s1低壓油管內徑計算公式Q低壓油管內徑：d24.6式中：V為低壓油管中油的流量，V21m/s2舉升機構運動干涉計算解析圖解說ABC為舉升三角臂，BD為拉桿，O點為傾翻中心b過A點作直線MN與車廂底面平行以O點到直線MN的距離OM為半徑作圓（該圓為傾翻基圓）在理論計算時可將MN線等效為車廂底面，在實質設計中，車廂底板線

25、與MN線有必然距離C點不與車廂底面MN發(fā)生干涉的必定條件：CABBAOOAM180（CAB、OAM為已知）在BAO中BAOcos1BA2OA2BO2（式中BA、OA為已2BAOA知）BO線經過D點時，BO為最大值，BOmax=BDODmax則BAO角為最大值BAO則舉升機構不發(fā)生干涉的條件為：CABOAMB1A1O180B1A1Ocos1BA2OA2(BDOD)22BAOA確定可能發(fā)生干涉現(xiàn)象時舉升角計算公式=AOA1=B1OA1AODB1OA1cos1OA12B1O2B1A122OA1B1OAODcos1OA2OD2AD22OAOD式中：OA、OD、AD、B1O=BD+OD、OA1=OA、B

26、1A1=BA均已知可用作圖法解析舉升機構的運動干涉情況和擬訂解決方法（利用AutoCAD中的自動測繪功能，可簡化計算過程）自卸汽車車廂、付梁、鉸支點支座及焊縫強度計算或驗算按理論力學、資料力學和機械設計手冊中有關公式進行和計算機輔助設計。車廂后板與開合機構運動解析與計算圖示解說：a、O1點一后欄板鉸支點，G點一后欄板質心角為后欄板質心夾角（O1繞O2點作圓弧運動）b、O2點為車廂傾翻中心（與付梁固定）c、O3點為開合機構導臂鉸支點（與車廂固定）繞O2點作圓弧運動d、C點為鎖鉤鉸支點（與車廂固定）e、角為鎖鉤脫開此后門可打開時的車廂傾翻角、F為貨物對后欄板的推力開合機構與后欄板運動解析（車廂傾翻

27、時）a、車廂傾翻時后欄板繞O1點旋轉，當車廂傾翻角（舉升角）大于角時，后欄板在無任何機構拘束的情況下，即可自動開啟。反之，當車廂下降到傾翻角角時，后欄板在無任何機構拘束的情況下，便能自動關閉。b、當開合機構導臂滾輪走開導軌的拘束時（車廂舉升角為角時）鎖鉤在彈簧的作用下自動開啟；而當車廂舉升角角時，導臂滾輪受導軌的拘束，鎖鉤在彈簧的作用下（F彈簧F彈簧），鎖鉤自動關閉，起鎖定后欄板的作用。c、鎖鉤與后欄板運動協(xié)調條件：角角當車廂舉升時，鎖鉤先開啟，后欄板后開啟；當車廂下降運動時，后欄板先關閉，而鎖鉤后鎖定的運動協(xié)調條件就是角大于角。角的大小能夠通過后欄板質心地址G和鉸支點O1至G的距離h來調整；

28、角的大小可經過改變O2O3的長度尺寸進行調整。開合機構與后欄板受力解析a、后欄板開啟力下（貨物對后欄板的推力），自卸車在運行過程中，后欄板受貨物的推力，使后欄板有自動開啟的趨勢。b、鎖鉤在導軌的拘束和彈簧力F彈簧的作用下有鎖定后欄板不會自動開啟的功能c、后欄板不會自動開啟的拘束條件：F彈簧F彈簧CAFmax（貨物對后欄板的最大推力）CBFmax確定后，可對彈簧、彈簧進行設計計算，對鎖鉤、拉桿、拉桿叉、軸鎖、導臂及支承件進行強度計算（應用資料力學有關公式）QCn29015標準對鎖緊機構的技術要求：a、鎖緊裝置（開合機構）應保證自卸汽車行駛過程中欄板不得自行開啟。b、舉升角小于最大關閉角時()，欄

29、板應能鎖緊；舉升角大于最大關閉角時（），欄板應開啟，鎖緊裝置不得處于鎖緊狀態(tài)。c、舉升角等于或大于完好開啟角時（），欄板應能完好開啟。d、鎖緊裝置應開關靈便、鎖緊可靠、無卡滯現(xiàn)象。第四章半掛車設計與計算半掛車的聯(lián)系尺寸的確定半掛車的前輾轉半徑和牽引車的縫隙半徑：A、半掛車的前輾轉半徑是指牽引鎖中心至半掛車前端最遠點垂線的距離（Rf）B、牽引車的縫隙半徑（Rw）是指牽引鞍座中心至駕駛室后圍或其他附件的近來點垂線距離。一般要求RwRf150mm半掛車的縫隙半徑和牽引車的后輾轉半徑A、半掛車的縫隙半徑Rr是指在牽引銷中心至鵝頸或支承裝置上近來點垂線的距離B、牽引車的后輾轉半徑Rc是指牽引鞍座中心至牽

30、引車車架后端最遠點垂線的距離一般要求RvRc70mm半掛車牽引銷板離地高度和牽引車牽引鞍座板離地高度A、半掛車牽引銷板離地高度H3是當半掛車處于滿載狀態(tài)下的高度B、牽引車牽引鞍座板離地高度H2是指牽引車滿載狀態(tài)下的高度，其值必定H3=H2圖中A=Rw、L2=Rr、B為后輪寬度，H1為牽引車車架上平面離地面高度，L1為牽引座的前置距（牽引鞍座中心線至后橋中心的距離），H0為牽引鞍座上平面至地平面的距離（牽引車空載時）半掛車相對于牽引車的前俯角和后仰角和A、前俯角（）是指半掛車前端最外點和牽引車車架相碰時，半掛車和牽引車之間的相對夾角714B、后仰角（）是仰角是指半掛車鵝頸處縱梁下翼板和牽引車尾端

31、點相碰時的夾角=810（對于越野車=16左右）牽引銷尺寸A、50號牽引銷，結合直徑為50.8mm，最大牽引質量為50tB、90號牽引銷，結合直徑為88.9mm，最大牽引質量為100t牽引銷的強度計算A、牽引銷的強度計算載荷以承受沖擊時的水平力為依照。水平力的大小是假定牽引車緊急制動，而半掛車未能制動而撞擊主車的工況考慮，此時所碰到的水平力Fd=mbg式中：mb半掛車滿載時的總質量；g重力加速度；附著系數(shù)B、美國汽車工程師協(xié)會（SAE）標準規(guī)定牽引銷答應受120000磅（533434N）的拉力，而在牽引銷工作直徑表面上各點都不產品節(jié)余應力牽引銷板（牽引面板）的強度計算M1FdLMrFdLc2b2

32、2Bc2b26(1)nsMrs式中：牽引面板厚度5牽引面板資料的信服極限ns信服極根的標準強度安全系數(shù)，取ns=牽引面板資料的泊松比牽引鞍座牽引鞍座的分類A、按牽引銷直徑大小分類：2和31兩種牽引鞍座2B、按牽引座的活動自由度分類：有單自由度和雙自由度兩種牽引座C、按牽引鞍座資料分類：有鋼板沖壓焊接式和鑄造兩種牽引座牽引鞍座的垂直和水平載荷半掛車和牽引座的載質量系列牽引座載質量（t）687121212161518200.6mcmkFd（KN）Fdgmcmkmd式中：mc牽引車贊同總質量（t）；mk半掛車贊同總質量（t）；md牽引座上贊同最大承載質量（t）德國約斯特公司常用牽引座技術參數(shù)牽引牽引

33、鞍牽引力半掛車牽引座牽引座縱擺角橫擺角鞍座座載質總質量結構質高度(KN)()備注規(guī)格量（kg）（kg）量(kg)(mm)()260005932000711501501852800076380001101501501852180001284200015520015021800015265000155250150220000152650001301501501853136000152-20019015023136000260-265290157220115350000-2901900212注：在約斯特（JOST）牽引座中，2沖壓焊接牽引座贊同垂直載荷為3-20t；牽引力為22152KN；2鑄件牽引

34、座，其贊同垂直載荷為1836t，牽引力為128260KN，31鑄件牽2座，其贊同垂直載荷為3650t，牽引力為152260KN。（英國約克Rockinger公司與此近似）半掛車車架設計與計算半掛車車架載荷解析半掛車車架載荷簡化為只考慮車架受靜載時的波折強度和剛度。車架兩梁作為簡支梁，且左右對稱受載，自己的質量按平均部署，載質量按集中載質量或平均分布。半掛車車架的許用應力按下式計算式中：s為縱梁資料的信服強度，Q235為22s=24000N/cm，而16Mn資料為35000N/cm；n1安全系數(shù)取n1=；n2動載系數(shù)取n2=贊同半掛車車架縱梁的最大變形量YmaxYmax=L（L半掛車軸距）半掛車

35、車架縱梁鵝頸縱梁高選定A、載質量15t時，取h=160mm左右B、載質量20t時，取h=160210mmC、載質量20t以上時，取L=210230mm左右對于階梯式縱梁，鵝頸高度尺寸h可加高選擇。半掛車車架的主截面尺寸選定A、載質量15t時，取主截面高度H=300mm左右B、載質量2030t時，取主截面高度H=350450mC、載質量4050t時，取主截面高度H=450550mm在縱梁受力較大的區(qū)段內可局部增設加強板或變?yōu)橄湫谓孛妗Ｄ壳?，外國半掛車車架縱梁均采用高腹板結構，其截面高H和翼板寬b之比有大幅度的提高，h=左右，H=bb半掛車車架縱梁腹板與翼板尺寸規(guī)格表生產廠家2腹板厚度（mm）翼板

36、規(guī)格（寬厚）（mm）英國約克公司13012、13016、190165、6、8美國富華公司127、152、152、15219、武漢特汽15012、150166、8本公司14014、140166、8、10、12半掛車車架橫梁半掛車車架橫梁的作用橫梁是車架中用來連接左右縱梁從而構成車架的主要構件。橫梁自己的抗扭性能利害及其分布，直接影響著縱梁的內應力大小及其分布，而合理地設計橫梁能夠保證車架擁有足夠的扭轉剛度。常用橫梁結構形式A、圓管形橫梁或矩形或長方形鋼管該結構形式橫梁與縱梁焊接固定抗扭性好，有較高的扭轉剛度。B、工字型橫梁：從載荷過渡上考慮最為理想，但縱梁翼緣和橫梁翼緣連接，對扭轉拘束較大，翼緣

37、可能產生較大的應力，有產生裂紋的可能。C、槽形橫梁：多用鋼板沖壓或折彎成形，制造工藝簡單，成本低，但扭轉剛度較差。D、箱形橫梁：和圓管形橫梁相同，擁有較好的抗扭性，傳達載荷理想。半掛車車架橫梁部署間距為7001200mm。一般以800宜。半掛車車架縱梁和橫梁間的連結構造A、橫梁和縱梁上下翼緣相連接如圖a，這種結構有利于提高車架的扭轉剛度，但在受扭嚴重的情況下，產生拘束扭轉，縱梁翼緣處會產生較大的應力，該種結構一般在半掛車鵝頸區(qū)，支承裝置處和后懸支承處采用。B、橫梁和縱梁的腹板連接如圖b，這種結構剛度較差，贊同縱梁截面產生自由翹曲，不產生拘束扭轉。這種結構形式多用在車架中部橫梁上，因一般車架中部

38、扭轉變形小。C、橫梁同時和縱梁上翼緣及腹板相連接如圖c，這種結構兼有以上兩種結構特點，故采用很多。其缺點是：作用在縱梁上的力直接傳到橫梁上，所以要求橫梁擁有較高的剛度。D、橫梁貫穿縱梁腹板相連接如圖d，這種結構減少了焊縫，使焊接變形減少，同時還擁有腹板承載能力大和在偏載較大時，能使車架各地方產生的應力分布較平均的優(yōu)點。是目前國內外廣泛采用的新式半掛車車架結構。車架寬度：車架寬度依照輪胎和車軸不相同型號而取不相同寬度，但從提高整車的橫向牢固性以及減少車架縱梁外側橫梁的懸伸長度來看，希望盡可能增大車架寬度（本公司鋼板彈簧中心距一般選定為1000mm，則車架寬度為1000mm）半掛車車架支承反力計算

39、（以單軸半掛車為例）qaLa(LaLk)RA2LRBqaLaRARBRB1RB2式中：RA前支承（牽引銷）反力RB后支承反力RB后鋼板彈簧前支承反力RB后鋼板彈簧后支承反力L后鋼板彈簧兩支承點距離（L=L1L，L=L1L）21223K22qa車架單位長度線載荷：qaGG0Gt（式中G為車架總質量，G為車架LaLa0自己質量，Gt車架滿載均布載荷）半掛車車架內力計算半掛車內力計算公式QbQaFqabMbMaFab式中：Qbb截面的剪力Qaa截面的剪力Mbb截面的彎矩Maa截面的彎矩Fqaba、b兩截面之間線負荷q圖形面積的代數(shù)和FQaba、b兩截面之間剪力Q圖形面積的代數(shù)和半掛車車架的內力計算和

40、繪制剪力求Q和彎矩圖M，能夠較清楚地看出在設計負荷作用下，各截面的內力變化規(guī)律，從而獲取設計的控制值和控制截面地址。半掛車車架縱、橫梁常用截面力學性能計算抗彎截面慣性矩Jx及截面Wx計算式中：Jxi各簡單幾何圖形對其自己中性軸的軸慣矩Fi各簡單幾何圖形的面積ai各簡單幾何圖形中性軸與組合截面中性軸的距離amax組合截面中性軸主截面外邊緣的最大距離抗剪截面系數(shù)W計算式中：Jx截面軸慣矩；d截面中性軸處寬度；Smax截面最大靜矩抗扭（純扭）截面慣矩Jk及截面矩量Wk計算JkWhii3（槽形截面）3Jk（槽形截面）max式中：h、各簡單圖形的長寬尺寸；系數(shù)，取=半掛車車架應力的驗算波折應力MWx剪切

41、應力QW式中：M車架需驗算截面的靜彎矩Wx車架需驗算截面的抗彎截面模量車架需驗算截面的剪力W需驗算截面的抗剪截面系數(shù)車架資料抗彎許用應力車架資料抗剪許用應力（=）各國牽引銷尺寸參ISO西德與法國日本英國美國數(shù)50號90號50號90號50號90號50號90號50號90號A1891891B73114731147373C111111111D35-321-335-321-235-321-3第五章液罐汽車設計與計算罐體材質采用一般低碳鋼板（Q235）一般低碳鋼板機械性能好，有足夠的強度、韌性及優(yōu)異的焊接性能，工藝性好，價格比較廉價，是常用的罐體資料，適用于裝運糧食、水泥、煤灰、油類、水、糞便等物料。低合

42、金鋼板（16Mn）低合金鋼板有較高的強度及韌性，適用于裝運液化石油氣（LPG）、液化天然氣LNG）、丙酸、氨水、液氧、液化亞硫酸氣和乙烯樹脂等要求罐壓較高的資料。不銹鋼板（1Cr18Ni9Ti或304等）不銹鋼板耐腐化、不生銹、不易污染、易沖刷、易除味、機械性能比較牢固，是一種優(yōu)異罐體資料，適用于裝運食品（面粉、奶粉、啤酒、乳類、動植物油等）、純度較高的化工物料（石碳酸、甲醛、乙二醇、醋醛、苛性蘇打、氧乙烯等）以及腐化性較強的酸類物質（如淡硝酸、稀硫酸等）鋁制罐體鋁制罐體多用于裝運甲醇、乙醇、航空燃料、濃硝酸、冰醋酸、醛、苯、無水酒精、有機溶劑、過酸化氫等石油化工產品以及儀器類物料。聚四氟乙烯

43、罐（PTFE）聚四氟乙烯罐適用于裝運硝酸、濃硫酸、鹽酸、王水、燒堿、酮、醇、醚等有機溶劑（使用溫度-100250）聚氯乙烯罐體（PVC）聚氯乙烯罐適用于裝運酸、堿及有機溶劑等（對濃硝酸、發(fā)煙硫酸、芳香烴類、酮類耐蝕性欠佳）（使用溫度-1065）聚乙烯罐體（PE）聚乙烯罐適用于裝運除硝酸外的各種酸、堿、鹽溶液（使用溫度80以下）玻璃鋼罐（FRP）玻璃鋼罐在60以下有優(yōu)異的耐酸、耐堿性能。酚醛玻璃鋼罐耐酸性好，而呋喃玻璃鋼罐擁有較好的耐酸、耐堿、耐高溫等性能。總之，玻璃鋼罐適用于裝運鹽酸、廢酸、次氯酸鈉、硫銨、氫銨等化工物料襯里鋼罐A、塑料襯里碳鋼罐按塑料的有關性能進行應用。B、橡膠襯里碳鋼罐：其

44、耐蝕性隨橡膠的種類而異。硫化天然橡膠耐大多數(shù)無機酸、有機酸、堿類、鹽類、鹽酸、醇類等介質的腐化。但對強氧化劑（硝酸、濃硫酸、鉻酸、過氧化氫等）及某些溶劑（苯、二硫化碳、四氯化碳等）的耐蝕性差。合成橡膠中的J睛橡膠耐油性、耐酸性、耐堿性均較好；氯橡膠的綜合耐蝕性好；聚醚橡膠對水、油、氨、堿等介質均牢固罐體容積計算圓形罐體有效總容積計算式中：L圓柱體長度（m）d圓柱體內徑（m）L1、L2封頭長度（m）橢圓形罐體有效總容積計算式中：L橢圓體長度（m）a橢圓長軸（m）b橢圓短軸（m）L1、L2封頭長度（m）梯形罐體有效總容積計算2式中：S梯形罐體橫截面積（m），其他尺寸含義與上相同注：1、罐體的有效總

45、容積還應除掉罐體內部附加裝置所占的容積（V0）2、罐體的有效總容積大小應吻合第一章條要求罐體額定容積計算罐體膨脹容積計算V=V總V額罐體膨脹空間計算膨脹容間V（一般為5%和用戶要求）100%V額罐體強度計算（薄殼理論）圓筒形罐體的薄殼應力計算A、在橫截面-內應力B、在縱截面-內應力C、在球面封頭內：3pR22S2式中：p罐體內壓（Mpa）；R1、R2圓筒、封頭內壁半徑（）mS1、S2圓筒、封頭壁厚（m）；t資料許用應力（Mpa）焊縫系數(shù)，取=橢圓形截面罐體薄殼應力計算A、小圓弧區(qū)A點和C點應力B、大圓弧區(qū)B點和C點應力式中：Ra2b2a22()/2()babbmmbarctg()，a、b橢圓長

46、、短軸半徑（mm）Sr小圓弧壁厚(mm)，SR大圓弧壁厚（mm）梯形截面罐體薄殼應力（僅供參照）計算A、小圓弧A點應力和B點應力B、大圓弧C點與D點應力液體罐體壁厚計算（僅供參照）圓筒形罐體壁厚計算從圓筒薄殼應力解析21，則壁厚取2式計算S1(p1pt2)R1C（式中C為壁厚附加量）式中：p2罐體自重、裝載物液自重和動載荷引起的壓力式中：G1罐體自重；G2裝載質量；G3每個隔艙的液重（kg）2g=，S縱截面積罐體縱載面積（m），L罐長（m）C=C1+C2+C3式中：C1鋼板負偏差，取C1=，C2腐化裕量，一般碳鋼取C2=1mm，對于不銹鋼取C2=0，C3加工減薄量，冷卷時取C3=0，p1為罐內

47、設計壓力（Mpa），一般取236=72kPats(st資料信服極限，ns安全系數(shù)，一般取ns=）ns焊縫系數(shù)，一般取=橢圓形罐體壁厚計算從薄殼應力解析A的應力大于B與C點的應力，則壁厚取式A計算。Sr(p1p2)atC（式中a橢圓長軸半徑）梯形罐體壁厚計算從薄殼應力解析B點應力大于A、C、D點應力，則壁厚取式B計算。(p1p2)a1C（式中a1罐體下部橫截面寬度之半）St液化氣罐體壁厚計算（圓形罐）圓筒體壁厚計算S1pDiC（式中p設計壓力Mpa，Di內徑）2tmmp橢圓封頭壁厚計算S2tMtpDiC（式中Mt1Di)2形狀系數(shù)）t0.5p62(22hiMt值表Di/2hiMtD/2hiiMt碟形封頭壁厚計算S2dMtdpRiC式中Md1(3Ri)形狀系數(shù)20.5p4rd碟形封頭形狀系數(shù)Md值Ri/riMdRi/riMd圓形平蓋封頭厚度S式中：k平蓋系數(shù)，平蓋封頭1取k0.44（S圓筒計算厚度，St圓筒有效厚度）平蓋封頭2取k=，平蓋封頭3取k=非圓形平蓋封頭壁厚計算b式中：k=，Z（形狀系數(shù)）=，且Z，